土木工程材料知识点

第一节绪论

什么是土木工程材料

土木工程包括：建筑、道路、桥梁、沿途、地下、港口、水利、市政工程一一用来建设

的材料即为土木工程材料

复合材料：碳纤维复合材料、聚合物复合材料、高分子复合材料

绿色建材：

含义：采用清洁的生产技术、少用天然资源、多用工业或城市固体废弃物（和农植物秸

秆）（生产过程）

建材本身：无毒、无污染、无放射性

建材功能：有利于环保、有利于人体健康

土木工程材料分类：

黑色金属（钢.铁）

金属材料

有色金属（铜、铝.铝合金）

胶凝材料（水泥.石灰、石膏、水玻璃）

无机材料

天然石材

非金属材料，混凝上和砂浆

烧土制乱（砖.瓦、破璃、陶爱等）

蒸压和薇养硅酸税制品

土木I程材料'，植物材料（木材、竹材和秸秆）

有机材料j沥青材料（石油沥青、煤沥青等）

1高分子材料（蒙料、橡胶、有机涂料.胶粘剂等）

j有机无机复合材料（玻璃钢.聚合物混限土.沥青混合料.钙型材料等）

复合材料」金属无机非金属复合材料（钢筋混凝七、钢纤堆混凝上等）

I金属有机复合材料（彩钢泡沫塑料夹芯板）

发展趋势：高性能化、复合化和多功能化、良好的环境协调性、无污染可再生

发展方向：优先发展水泥与混凝土材料、提高配套

土木工程材料质量的控制方法：

，初步确定来源以及质量情况

对工程材料进行抽样检验

检测半成品和成品的技术性能，从而评定材料在实际工程中的实际技术性能。

采取相应的措施避免对工程质量造成的不良影响、

土木工程对材料的基本要求：安全、适用、美观、耐久与经济

第一章土木工程材料的基本性质

材料的物理性质

密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量

表观密度：材料在自然状态下，单位体积的质量（包含内部空隙）

m

表观密度：p0=—

Vo

堆积密度：粉状或粒状材料，在堆积状态下单位体积的质量

密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。所谓绝对密实状态下的体积，是指不

含有任何孔隙的体积。

表观密度表示材料单位细观外形体积（包括内部封闭孔隙）的质量。容积密度表示材料

单位宏观外形体积（包括内部封闭孔隙和开口孔隙）的质量。

堆积密度是指散粒材料或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。材料的堆积体

积指在自然、松散状态下，按一定方法装入容器的容积，包括颗粒体积和颗粒之间空隙

的体积。

堆积密度:m

颗粒材料的密度为p,表观密度为P。，堆积密度为p1，则存在下列关系（c）

0£

A，P>P〉Po；B,p0>p>p；;

C.p〉Po〉Po；D.Po〉p〉Po°

材料的孔隙率：块状材料中孔隙体积与材料在自然状态下总体积的百分比。

V.~VD

po=°X1OO%=（1-^）X1OO%

Vo"

开口孔隙率：是指材料中能被水饱和（即被水所充满）的孔隙体积占材料在自然状态的

体积的百分率.

闭口孔隙率：是总孔隙率与开口孔隙率之差

材料的密实度:材料体积内被固体物质充实的程度。

£>=—xl00%=^xl00%

Kop

材料的空隙率：散粒材料在其堆集体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。

P=兀一匕X100%=（1—2）X100%

匕P0

亲水性与憎水性：材料与水接触时,有些材料能被水湿润,而有些材料则不能被水湿润，

对两种现象来说,前者为亲水性,后者为憎水性。

1一宗水性和信水性

C2J工程实除

•工程实际中，材料是亲水性

或憎水性，通常以润湿角的

大小划分，润湿角为在材料、

水和空气的交点处，沿水滴

表面的切线与水和固体接触

面所成的夹角。

>其中润湿角e愈小，表明材料

愈易被水润湿。

>亲水性材料：女口石专、木、混凝

土等，憎水性材料：如沥青、

石蜡等

当材料的润湿边角为时，称为憎水性材料。(A)

A.>90°；B.<90°；

C.=0；D.>90°o

材料的含水状态：

干燥状态：材料的孔隙中不含水或含水极微。

气干状态：材料的孔隙中含水与大气湿度相平衡。

饱和面干状态：材料表面干燥，而空隙中充满水达到饱和。

湿润状态：材料不仅孔隙中含水饱和，而且表面上为水润湿附有一层水膜。

吸水性：材料能吸收水分的能力。

吸水的大小以吸水率来表示。

质量吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分比

mg

mb——材料吸水饱和状态下的的质量

Mg——材料在干燥状态下的质量

体积吸水率：材料在吸水饱和时，所吸水的体积占材料自然体积的百分率。

mbmg

W=-x—X100%

Vog,

Vo——料在自然状态下的体积

Wv——材料的体积吸水率

O——水的密度

/W

吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质

材料的吸湿性用含水率表示一一材料内部所含水的质量占材料干质量的百分率

取=1n

h「mg*100%

mg

Wh——一材料的含水率

m5——材料在吸湿状态下的质量

mg——材料在干燥状态下的质量

含水率为6%的湿砂100g,其中所含水重为(c)。

O

A.水重=100x6%=6g；

B.水重=(100-6)x6%=5.6g；

C.水重=100-100/(l+6%)=5.7g；

D.水重=(100+6)x6%=6.36g。

耐水性：材料的耐水性指材料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质。

衡量耐水性的指标:材料的软化系数

软化系数KR=4

Jg

KR——材料的软化系数

fb——材料在吸水饱和状态下的抗压强度(MPa)

fg——材料在干燥状态下的抗压强度(MPa)

抗渗性：材料在压力水用下抵抗水渗透的性能

渗透系数：K=—

八sAtH

Ks——渗透系数(越小材料的抗渗性越强)(cm/h)

Q------渗水量(cm3)

A-----渗水面积(cm2)

H——材料两侧的水压差(cm)

d-----试件厚度(cm)

t------渗水时间(h)

抗渗等级：标准方法进行透水试验，材料标准试件在透水前所能承受的最大压力来表示

抗渗等级。

抗冻性：材料在保饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，既不破坏强度又不显著下降

的性质。

冻融破坏：在饱水状态下因冻融循环产生的破坏作用称为冻融破坏

抗冻等级：以试件在冻融后的质量损失、外形变化或强度降低不超过一定限度时所能经

受的冻融循环次数。

材料的抗冻性是指材料在标准试验后，的性质。(C)

A.场量损失小于某个值；NB.强段损失小于某个值：

C.质量损失和强度损失各小于某个猫；D.质量和强度均无损失，

导热性：材料两面存在温差，热量传递的性质。

导热系数：2=义一

AMt

2——导热系数W/(m.K)

Q——传导热量J

a-----材料厚度m

A------热传导面积m2

t------热传导时间h

At------材料两面温差K

导热性影响因素：

热容性：材料在受热吸收热量，冷却时放出热量的性质。

比热(热容量系数)：单位质量材料温度升高1K所吸收或放出的热量。

比热：。=旦

C——材料的比热J/（g.K）

Q——材料吸收或放出的热量J

m-----材料的质量g

At——材料受热或冷却前后的温差K

热的变形性：温度升高或降低时材料的体积变化。

线膨胀系数：a二工

LAT

A1-一线膨胀或收缩量（mm/cm）

AT一材料升（降）温前后的温度差（K）

a--材料在常温下的平均线膨胀系数（1/K）

L・材料原长（mm/cm）

材料的强度：材料在应力作用下抵抗破坏的能力。

测定方法:破坏试验法

分类（根据外力作用方式）：抗拉、抗压、抗剪、抗弯（抗折）强度。

材料强度：/=巴峭

A

材料强度（MPa）

Pmax----------材料破坏时的最大荷载

A----------试件受力面积

3pL

抗弯强度：f二厂max

Jw2bh

比强度：材料强度与其表观密度之比.

（反映材料轻质高强的指标，越大材料越轻质高强）

影响强度因素：材料的组成

孔隙率T，强度］

含水率T，强度］

温度3强度］

试件尺寸大强度］

加荷速度快强度T

材料的弹性与塑性

弹性变形：外力作用下变形。外力取消后恢复原来形状

塑形变形：无法恢复（永久变形）

材料的弹性变形曲线材料的塑性变形曲线材料的弹型性变形曲线

脆性：材料达到一定程度，突然发生破坏，并无明显的变形，这种性质即为脆性。

脆性材料：天然石材、陶瓷、玻璃、砂浆等。

特点：材料在外力作用下（如拉伸、冲击等）仅产生很小的变形即破坏断裂的性

质。

韧性：表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。

（韧性越好，则发生脆性断裂的可能性越小。）

硬度：材料表面的坚硬程度。

硬度检测方法：刻划法、压入法、回弹法。

耐磨性：材料表面抵抗磨损能力。

耐久性：材料在使用条件下，受内在以及外来因素（自然因素、有害介质），能

保持其使用性质的能力。

（自然因素：物理作用、化学作用、机械作用、生物作用等。）

材料的组成：化学组成、矿物组成、相组成（气相、液相、固相）

材料的结构：宏观结构、细观结构（亚微观结构）、微观结构

10「3m103一10"m电子显微镜

材料的构造：

第二章无机气硬性胶凝材料

胶凝材料：从浆体变成具有一定强度的石状整体的材料。

无机胶凝材料：石膏、石灰、水泥

有机胶凝材料：沥青、各种树枝等

石膏：

原材料：生石膏CaS04.2H20

化工石膏：磷石膏

硬石膏:

石膏的品种：

1型半水石膏（高强石膏）

性质：硬化后的强度通常比建筑石膏要高2-7倍。

作用：抹灰工程、装饰制品、石膏板；掺入防水剂；可用于湿度较高的环境中。

石膏的特性：

建筑石膏的水化与硬化

建筑石音与适量水拌和后，发生如下反应1

CoS。A-1;HQ+%H=O-------->CaSO2.H.O

A

建筑石膏标记顺序:产品名称、抗折强度、标准号

2.5GB9766：抗折强度2.5MPa的建筑石膏。

建筑石膏的技术性质：

1.凝结硬化快。（初凝时间不小于6min,终凝时间不大于30min。）

2.装饰性好，可加工性能好。

3.建筑石膏硬化后孔隙率大，强度较低。

4.建筑石膏硬化体隔热性和吸音性能良好，但耐水性较差。

5.防火性能好，具有一定的调湿调温性。

6.建筑石膏硬化时体积略有膨胀。

石膏在凝结硬化过程中，下列哪句话是正确的？（D）

A.凝结硬化时间慢、硬化后体积微小收缩：B.凝结硬化时间慢，硬化后体积微小膨胀：

C.凝结硬化时间快、硬化后体积微小收缩：D.凝结硬化时间快，硬化后体积微小膨胀.

建筑石膏的应用：

1.配置石膏抹面灰浆及粉刷石膏。

2.建筑石膏制品。

•例建筑石膏及其制品为什么适用于室内，而不适用于室外使用？

答：建筑石膏及其制品适用于室内装修，主要是由于建筑石膏及其制品在

凝结硬化后具有以下的优良性侦：

（1）石膏表面光滑饱满，颜色洁白，质地细朦，具有良好的装饰性。加入

颜料后，可具gf各种色彩。建筑石膏在旗结硬化时产生微膨胀，故其制品

的表面较为光滑饱满，棱角清晰完整，形状、尺寸准确、细致，装饰性好；

（2）硬化后的建筑石膏中存在大量的微孔，故其保温性、吸声性好。

（3）破化后看ff的主要成分是二水看音，'与受到岛温作川时或遇火埼会脱

出21%左右的结晶水，并能在表面蒸发形成水蒸气幕，可有效地阻止火势的

蔓延，具有一定的防火性。

（4）建筑看行制品还具仃较高的热容量和•定的吸湿性，故可调行室内的

温度和温度，改变室内的小气候。

在室外使用建筑石膏制品时，必然要受到雨水冰冻等的作用，而建筑

石音制品的耐水性差，IL其吸水率高，抗渗性差、抗冻性差，所以不适川

于室外使用一

石灰的品种：

石灰的原材料：含碳酸的石灰石、白云石等。

石灰的生产：

900-1000X

CaC0）-OK>+CO]1

品种：过火石灰、欠火石灰

石灰的分类：

按MgO的含量分类：钙质石灰、镁质石灰。

按石灰的存在形成：块状生石灰一一般烧直接获得

生石灰粉一一块状生石灰磨细

消石灰粉一一生石灰消解

石灰膏（乳）一一生石灰+过量水

建筑石灰的技术指标：细度、CaO+MgO含量、C02含量、体检安定性等。分为

优等品、一等品、合格品。

工《L实可：某工地要使用一种生石灰粉，现取试样，应如何判断该石灰的品质？

1.检测石灰中CaO和MgO的含量,二氧化碳的含量,细度.

2.根据MgO含量，判定该石灰的类别（M钙质/镁质石灰）

3.根据表2-3判定该石灰的等级.

石灰的特性：

石灰的熟化：

石灰的凝结硬化：

(1)结晶过程：由于水分蒸发，使Ca(0H)2从饱和溶液中结晶析出。

(2)碳化过程：

Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+l)H2O

由于碳化作用主要发生在与空气接触的表层，且生成CaCOs膜层较密，阻碍了空

气中CO2的渗入，也阻碍了内部水分向外蒸发，因此硬化缓慢。

石灰凝结硬化的特点：速度慢、体积收缩大。

•例：某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后，墙面上出

现r许多不规则的网状裂纹。同时在个别部位还发现了部分凸出

的放射状裂纹。试分析上述现象产生的原因。

答：石灰砂浆抹面的墙面上出现不规则的网状裂纹，引发的原因

很多，但最主要的原因在于石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离

水而引起体积收缩的结果。

墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹，是由于配制石

灰砂浆时所用的石灰中混入r过火石灰。这部分过火石灰在消解、

陈伏阶段中未完全熟化，以致于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空

气中的水蒸汽继续熟化，造成体积膨胀。从而出现上述现象。

石灰的特性：可塑性好、硬化缓慢、硬化后强度低、硬化时体积收缩大、耐水性

差。

石灰的应用:石灰膏、石灰乳、石灰砂浆、石灰土、灰砂砖。

石灰在土木工程中的应用：

1.石灰砂浆和石灰乳

2.配置灰土和三合土

3.制作硅酸盐制品

4.制作碳化石灰板

5.配置无熟料水泥

,例：既然石灰不耐水，为什么由它配制的灰土或三合土

却可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？

答：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而

成的。加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环

境中石灰与粘上表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具

有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合十.

的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在

潮湿环境中使用。

再者，由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯

实，使灰土或三合土的密实度大大提高，降低/孔隙率，

使水的侵入大为减少。因此灰土或三合土可以用于基础的

垫层、道路的基层等潮湿部位。

水玻璃：硅酸钠或硅酸钾水溶液。

其化学通式为R2O.nSiO2,式中R2O为碱金属氧化物，n为SiO2和R2O的摩尔比

值，称为水玻璃的模数。

水玻璃的生产：

Na2OnSiO2+CO2+mH2O=nSiO2mH2O+Na2CO3

水玻璃的性质：

(1)水玻璃具有良好的粘结能力，硬化后具有较高强度。而且硬化时析出的硅

酸盐凝胶有堵塞毛细孔隙而提高材料密实度和防渗透的作用。

(2)水玻璃不燃烧，在高温下凝胶干燥更加强烈，强度并不降低，甚至有所提

高。

(3)硬化后的水玻璃，因其主要成分是硅胶，所以能抵抗大多数无机酸和有机

酸的作用，从而使其具有良好的耐酸性，但不耐碱。

水玻璃的应用：

(1)用作灌浆材料加固地基

(2)涂刷建筑材料表面提高密实性和抗风能力。

(3)配制耐酸混凝土和耐酸砂浆。

(4)配制耐热混凝土好人耐热砂浆。

(5)配制速凝防水剂。

第三章水泥

硅酸盐系列水泥：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰质硅酸盐水

泥等。

水泥生产过程(通用硅酸盐水泥)(两磨一烧)

通用硅酸盐水泥分类和代号：硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称I

型硅酸盐水泥代号P.I;硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过质量5%石灰石或粒化

高炉矿渣混合材料的称II型硅酸盐水泥，代号P・H。

化学成分简写矿物分子式矿物成分含量(％)

CaOc3CaOSiO2硅酸三钙(gs)37〜60

SiO,s2CaOSiOz硅酸二钙(c：s)15〜37

O

AgAICaOA1.O3铝酸三钙(C,A)7〜15

FC2O,F^aOALOrFe.O,铁铝酸四钙(C,AF)10〜18

普通硅酸盐水泥P・0

矿渣硅酸盐水泥P・s

山灰质硅酸盐水泥p・p

粉煤灰硅酸盐水泥P・F

复合硅酸盐水泥P・C

通用硅酸盐水泥的特性:

项目硅酸盐水泥普通水泥矿落水泥火山灰水泥粉煤灰水泥复合水泥

以娃酸盐水

硅酸盐水泥小酸盐水泥硅酸盐水泥叶酸盐水泥

泥熟料为主.桂酸盐水泥

熟料.5%熟料.20%~熟料、20%-熟料、20%-

主要成分不掺或撬加不熟料.20%〜

15%的混合70%的粒化高50%的火山来50%的混合

酬过5%的混合40%的粉煤收

材料炉矿渣质混合材料材料

材料

早期强度

硬化慢.早期强度低,后期强度逐渐提高

早期、后期强

早期强度高；

度高；对温度敏感,适合高温养护；水化热小，抗冻性较差；抗碳化性

水化热高；

水化热大，较差

特性抗冻性好；

抗冻性好，泌水性大：

耐热性差；泌水性大；保水性好，

耐热性差；抗澹性差,

耐腐恼性差抗渗性好，抗灌性好，

耐腐蚀性差干缩小、抗干缩较大

耐热性好，干蜡大，

裂性好；

1缩较大耐磨性差

耐磨性差

混凝七工程特点及

项目优先选用可以选用不宜选用

所处环境条件

矿渣水泥、火山灰水

在一般气候环境

1普通水泥泥.粉煤灰水泥、复合

中的混凝土

水泥

在干燥环境中的火山灰水泥、物煤灰

2普通水泥矿渣水泥

混凝土水泥

脩通混凝t在向湿度环境中矿渣水泥、火山灰水

3或长期处于水中的涎、粉煤灰水泥.复合普通水泥

混凝t水泥

矿渣水泥、火山灰水

厚大体积的混硅酸盐水泥、普通

4泥.粉煤灰水泥、总合

«-h水泥

水泥

矿渣水泥、火山灰水

要求快硬、高强

1硅检盐水泥普通水泥泥、粉煤灰水泥、复合

的混凝土

水泥

严塞地区的零天硅酸盐水泥、普通矿渣水泥（强度等级火山及水泥、粉煤灰

2

混凝土水泥>32.5）水泥

严塞地区处于水普通水泥（强度等级火山庆水泡、粉煤及

3

位变化区的混凝土>42.5）水泥、发合水泥

有特殊要求

的混凝t

有抗程要求的混普通水泥、火山灰

4

凝土水泥

有耐磨性要求的硅腋林水泥、普通矿渣水泥（强度等级火山及水泥，粉煤灰

5

混凝土水泥>32.5）水诧

矿渣水泥.火山灰水

受侵蚀性介质作硅酸敬水泥、件通

6泥、给煤萩水泥、复合

用的混凝上水泥

水泥

硅酸盐水泥：

水化凝结硬化快，早期强度高与后期强度均高。

抗冻性好，干缩小。

水化过程中的水化热大。

耐腐蚀性和耐热性差。

普通硅酸盐水泥：

早起硬化速度较慢。

抗冻性和耐磨新能较差。

矿渣硅酸盐水泥：

凝结硬化慢，早期强度高低;后期强度发展较快,能赶上甚至超过硅酸盐水泥

水热化低（适用大面积混凝土工程），耐热性好（用于耐热混凝土工程）。

碱度低，抗碳化能力差，抗溶出性侵蚀及硫酸盐侵蚀能力强。

干缩性较大，抗渗抗冻性和抗干湿交替作用性能均较差。

水化硬化过程中对环境温度、湿度条件较敏感（低温凝结化慢、湿热条件下强度

发展较快，适用于蒸压养护）。

火山灰硅酸盐水泥：

水化反应分两步进行，早期强度低，后期强度增长率大。

水化热低，耐蚀性强，抗冻性差，易碳化等硬化时干缩较矿渣水泥更显著，干热

环境中易产生干缩裂缝（使用时须加强养护，使其在较长时间内保持潮湿状态）O

颗粒较细，泌水性小，抗渗性高（用于有抗渗要求的混凝土工程）。

粉煤灰硅酸盐水泥水泥：

千缩性较小，抗裂性较好。

颗粒致密，吸水少且成球形，配制的混凝土和易性好。

复合硅酸盐水泥：

（由硅酸盐水泥、两种或以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶泥

材）

总体上特性与矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥均有不同程度的相似

特殊要求工程（如紧急抢修、耐热耐酸、新旧混凝土搭接等）上述硅酸盐列水泥都

不能满足要求，需用其他如高铝水泥、快硬水泥和快凝快硬水泥（双快水白色硅

酸盐水泥（白水泥）和膨胀水泥等。

以下水泥品种在六大通用硅酸盐水泥中抗侵蚀性最差的是（B）

A.普通硅酸盐水泥；B.硅酸盐水泥；

C.矿渣硅酸盐水泥；D.粉煤灰硅酸盐水泥。

通用硅酸盐水泥的特性：

硅酸盐水泥的凝结和硬化：

凝结:水泥加水拌和后，最初形成具有可塑性的水泥浆体，随着水泥水化反应的

进行逐渐变稠失去可塑性，这过程称为凝结。

硬化:水泥凝结之后，随着水化反应的继续，浆体逐渐变为具有-定强度的坚硬的

固体水泥石，这一过程称为硬化。

硅酸盐水泥的凝结硬化过程可分为诱导期、凝结期、硬化期三个阶段。

影响通用硅酸盐水泥性能的因素：

水泥的组成成分、水泥细度、养护条件、龄期、拌和水用量、

贮存条件的影响（水泥不宜久存、有效贮存期为三个月）

通用硅酸盐水泥的技术要求：

（1）凝结时间（指水泥从开始加水拌合到失去流动性所需要的时间）

规定：硅酸盐水泥初凝时间不小于45min,终凝时间不大于390min,其他五类

水泥的终凝时间不得迟于600mino

（2）体积安定性（水泥在凝结过程中体积变化的均匀性）

体积安定性不良的原因：熟料组成中含有过多的游离氧化钙或游离氧化镁、水泥

磨粉时所掺石膏超量。

检测方法：雷氏夹法、试饼法。

强度及强度等级：42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。

表3-3硅酸盐水泥各龄期的强度要求（GB175-2007）

抗压彩曳MPa抗折强度MPa）

品将强叟等级

3d28d3d28d

42517.035

42.56.5

42.5R22.04D

52523.04J0

桂酸至水泥52.57.0

52.5R27.05J0

62528.05J0

62.58.0

62.5R32.055

其他水泥:

表3-4矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥及复合水泥各龄期强度

抗压强度/MPa抗折强度/MPa

强度等级

3d28d3d28d

32.510.02.5

32.55.5

325R15035

42.515.03.5

42.56.5

豆坪阳市n

425R190日面阔446®'

52.521.04.0

52.570

52Vi23045

试验方法：

（1）水泥与标准砂的质量比1:3,水灰比0.5。

每成型三条试件需称量水泥450±2g,标准砂1350±5g。拌合用水量为225士

1mlo（一组三个试件，两个龄期，共六个试件。）

抗折强度：

3FfL

p

1—rJ

(2)三个强度求平均值，当三个强度中有一个超过平均值的,10%时，应予剔

除，取其余两个的平均值；如有两个强度值超过平均值的10%时，应重新做试

验。

测定水泥强度用的标准试件尺寸是(D)

A.40x40x40；B.40x40x100；

C.100x100x100；D.40x40x160。

水泥石的腐蚀与防止：

软水腐蚀、盐类腐蚀、酸类腐蚀、强碱腐蚀

防止腐蚀措施：根据侵蚀环境特点，合理选用水泥。

提高水泥的密实度。

设置隔离层或保护层。

硅酸盐水泥的水化：

硅酸盐水泥与水拌合后，其熟料颗粒表面的四种矿物立

即与水发生的化学反应称为水化。

3CaO-SiO,+H;OT3CaO-2SiO:-3H,O+3Ca(OH),

水化硅酸钙

2CaOSiO2+H:O^3CaO-2SiO2-3H,O+3Ca(OH),

水化硅酸钙

3CaOALO3+H;O->3CaOA1;O3-6H;O

水化铝酸钙

4CaO-ALOj-Fe,O3+7H;Ot3CaOALO36H,O+CaOFe,Oj•H,O

水化铝酸钙水化铁酸钙

欲制得低热高强度水泥，应限制硅酸盐水泥熟料中(C)矿物含量

A.C3S；B.C2S；

C.C3A；D.C4AF0

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(a)水湿熟料矿物在不同龄期的抗压强度(b)水湿熟料矿物在不同龄期的水化放热

第四章混凝土

混凝土：由一定比例的胶结材料+骨料+水一一搅拌振捣成型一一养护而成的人造

石材。

混凝土质量的基本要求：符合设计要求的强度、适应施工条件的和易性、适应工

程环境的耐久性、节约成本，经济合理。

混凝土优点：

1.抗压强度高。

2.原材料来源丰富。

3.施工方便。在凝结前具有良好的可塑性，可以浇注成各种形状和尺寸的构件或

结构物，与现代施机械及施工工艺具有较好的适应性。

4.性能可根据要求设计调整。

5.耐久性好。

混凝土的缺点：

1.抗拉强度小。属于一种脆性材料,很多情况下，必须配制钢筋才能使用。

2.自重大。不利于提高有效承载能力，也给施工安装带来一定困难。

3.收缩变形大。

混凝土的分类：

1.按胶凝材料种类分类

混凝土按其所用胶凝材料可分为水泥混凝土、沥青混凝土、聚合物水泥混凝土、

树脂混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土等。

2.按表观密度分类

按照混凝土的表观密度大小，可以分为轻混凝土、普通混凝土和重混凝土。

⑴轻混凝土。其表观密度小于1950kg/m。它是采用轻质多孔的骨料，或者不用

骨料而掺人加气剂或泡沫剂等，造成多孔结构的混凝土，包括轻骨料混凝土、多

孔混凝土、大孔混凝土等。其用途可分为结构用、保温用和结构兼保温等几种。

(2)普通混凝土。其表观密度为2100~2500kg/m3一般在2400kg/m3左右。它

是用普通的天然砂、石作骨料配制而成，为土木工程中最常用的面广量大的混凝

土，通常简称混凝土。大量用作各种土木工程的承重结构材料。

⑶重混凝土。其表观密度大于2600kg/m3。它是采用了密度很大的重骨料一重

晶石、铁矿石、钢屑等配制而成，也可以同时采用重水泥一领水泥、锅水泥进行

配制。重混凝土具有防射线的性能，故又称防辐射混凝土，主要用作核能工程的

屏蔽结构材料。

3.按使用功能分类

混凝土按其用途可分为结构混凝土（即普通混凝土）、防水混凝土、耐酸混凝土、

耐热混凝土、大体积混凝土、膨胀混凝土、防辐射混凝土、道路混凝土、装饰混

凝土等多种。.

4.按生产和施工方法分类

混凝土按生产和施工方法可分为预拌混凝土（商品混凝土）、热拌混凝土、泵送混

凝土、喷射混凝土、压力灌浆混凝土（预填骨料混凝土）、离心混凝土、真空吸水

混凝土、挤压混凝土、碾压混凝土等。

组织结构及作用：由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、细骨料（砂）和水拌合，经硬化

而成的一种人造石材。

砂、石在混凝土中起骨架作用，抑制水泥的收缩；

水泥和水形成水泥浆，包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙，硬化前起润滑

作用，使混凝土拌合物具有良好工作性能,硬化后将骨料胶结一起形成坚固整体。

掺入适量外加剂和掺合料，能改善混凝土的某些特性。

水泥的选择：根据工程特点、工程所处的环境及施工条件。

水泥强度等级的选择：混凝土设计强度等级越高，则水泥强度等级也宜越高;设

计强度等级低，则水泥强度等级也相应低目标是保证混凝土中有足够的水泥，既

不过多，也不过少。因为水泥用量过多（低强水泥配制高强度混凝土），-方面成

本增加另一方面，混凝土收缩增大，对耐久性不利。水泥用量过少（高强水泥配

制低强度混凝土），混凝土的粘聚性变差，不易获得均匀密实的混凝土，严重影响

混凝土的耐久性。

拌和与养护用水：

混凝土拌制和养护用水不得含有影响水泥正常凝结硬化的有害物质。凡是能饮用

的自来水及清洁的天然